CN103912800A - 一种led发光模组 - Google Patents

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杨波
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Abstract

本发明提供一种LED发光模组，包括导热基板，所述导热基板上焊接或封装有至少两段以串联形式连接的LED串，所述导热基板上还焊接有用于根据输入电压调整LED串发光状态的线性高压LED驱动IC，所述线性高压LED驱动IC与LED串连接；所述LED串为由若干LED或LED晶粒以串联形式组成的LED串或以串联和并联组合的形式组成的LED串；所述的线性高压LED驱动IC为通过输入电压控制至少两段LED串发光的驱动集成电路器件。本发明提供的LED发光模组通过将LED串和线性高压LED驱动器集成在导热基板上，实现了LED发光模组的LED光源和驱动器的全集成，使采用本发明的LED照明产品不再需要开关电源或驱动器，简化了LED灯具的结构大大降低了生产成本。

Description

一种LED发光模组
技术领域
本发明涉及发光二极管(Light Emitting Diode，以下简称：LED)照明领域，尤其涉及一种LED发光模组。
背景技术
LED光源以其效率高、寿命长的特点成为新一代绿色照明的主流产品。由于LED本身低电压和单向导通的特性，当使用市电驱动LED时，需要将市电电压转变为LED发光模组可用的直流电压，并同时控制通过LED的电流。目前，开关电源以其效率高、相对体积小的特点成为LED照明产品的首选电源。但开关电源都包含电解电容器、变压器或电感器这些体积较大的器件，不仅难以使LED发光模组的体积进一步减小，而且开关电源的使用寿命也远远小于LED发光模组的使用寿命。
现在市场上一些公司的LED照明灯具采用线性驱动，在一定程度上克服了开关电源体积大、寿命短的缺点，但是市场上的LED照明产品仍然使用配置独立驱动器的LED光源，而配置独立的驱动器使LED灯具制造过程复杂、散热差、可靠性低等缺点没有得到有效地解决。
发明内容
本发明的目的在于解决上述LED照明产品的缺点，提供一种将驱动器和LED集成于导热基板上的全集成的LED发光模组。
一种LED发光模组，包括导热基板，所述导热基板上焊接或封装有至少两段以串联形式连接的LED串，所述导热基板上还焊接有用于根据输入电压调整LED串发光状态的线性高压LED驱动IC，所述线性高压LED驱动IC与LED串连接；
所述每段LED串为由若干LED或LED晶粒以串联形式组成的LED串或以串联和并联组合的形式组成的LED串；
所述的线性高压LED驱动IC为通过输入电压控制至少两段LED串发光的驱动集成电路器件。
进一步，所述导热基板上还焊接有用于调整LED串工作电流的限流电阻，所述限流电阻与所述线性高压LED驱动IC连接。
进一步，所述导热基板上还焊接有市电接口(或为预留的焊接点)、整流桥堆，所述市电接口连接整流桥堆，整流桥堆与线性高压LED驱动IC连接。
进一步，所述导热基板上还焊接有用于提高线性高压LED驱动IC驱动能力的驱动器件，所述驱动器件连接在LED串与线性高压LED驱动IC之间。
进一步，所述导热基板的基材为铝、铝合金、铜、铜合金或陶瓷；导热基板固定器件面的基材表面涂覆有一层导热绝缘层，其厚度范围为1至1000微米；所述导热绝缘层上分布有用于器件的焊接和电气连接的金属薄膜导体。
进一步，所述的LED发光模组直接使用市电驱动。
本发明提供的LED发光模组，通过将至少两段LED串和控制所述LED串发光的线性高压LED驱动IC共同集成在导热基板上，实现了LED光源和驱动器的全集成，使LED发光模组直接使用市电驱动，采用本发明的LED照明产品不再需要开关电源或驱动器，减少了LED照明产品的体积，提高了可靠性，大大简化了生产过程。同时由于LED发光模组的导热基板直接固定在散热片上，导热基板上的各个器件产生的热量可直接通过散热片导出，从而降低了LED发光模组的工作温度(较高的工作温度会减少电子器件的使用寿命)，提高LED照明产品的使用寿命同时也进一步降低了生产成本。
附图说明
图1为包含有本发明LED发光模组的灯泡结构示意图；
图2为本发明LED发光模组结构示意图一；
图3为本发明LED发光模组结构示意图二；
图4为本发明导热基板截面结构示意图；
图5为本发明LED发光模组电路结构示意图。
附图标记说明：1-LED串，2-导热基板，21-导热绝缘层，22-金属薄膜导体，23-基材，3-线性高压LED驱动IC，4-驱动器件，5-限流电阻，6-市电接口，7-整流桥堆，8-导线，9-灯罩，10-电源接口，11-散热片，12-LED发光模组。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为包含有本发明LED发光模组的灯泡结构示意图，如图1所示，LED发光模组12内置于灯罩9内，LED发光模组12的导热基板2上固定有至少两段LED串1及由线性高压LED驱动IC3、整流桥堆7和限流电阻5组成的线性高压LED驱动器，所述的LED串1为由若干LED或LED晶粒以串联形式组成的LED串或以串联和并联组合的形式组成的LED串，所述LED串比单个LED或LED晶粒的导通电压高的多。从附图2中可以看出，LED发光模组12直接与电源接口10通过导线8连接，LED发光模组12的导热基板2直接固定在灯泡的散热片11上。
图2为本发明LED发光模组结构示意图一，如图2所示，本发明的LED发光模组12包括导热基板2、至少两段LED串1、线性高压LED驱动IC3，所述LED串1、线性高压LED驱动IC3焊接在导热基板2上(LED串1可以采用封装的形式固定在导热基板2上)，线性高压LED驱动IC3与LED串1连接。
所述LED串1以串联形式相互连接，LED串1的负极端接下一段LED串1的正极端。所述线性高压LED驱动IC3用于根据输入电压调整LED串1的发光状态，所述的线性高压LED驱动IC3为一种通过电压控制至少两段LED串的驱动集成电路器件。驱动IC3会根据输入电压的变化调整各段LED串的发光状态。当电压从零伏升高到第一段LED串导通所需的电压时，驱动IC控制第一段LED串导通则第一段LED串发光，其他LED串此时不导通；电压继续升高到第一段和第二段LED串同时导通所需的电压时，驱动IC3控制第二段LED串导通，同时驱动IC控制关闭第一段LED串的电流通路，由于第一段和第二段LED串是串联的，所以此时第一段和第二段LED串同时发光；当电压再继续升高到第一段、第二段和第三段LED串同时导通所需的电压时，驱动IC3控制第三段LED串导通同时关闭第一段、第二段LED串的电流通路，由于第一段、第二段和第三段LED串是串联的，所以此时第一段、第二段和第三段LED串同时发光；如果配置更多段LED串时工作方式以此类推。当电压下降时过程正好相反。
进一步地，如图2所示，在上述LED发光模组的基础上，所述导热基板2上以焊接工艺还固定有市电接口6(或为预留的焊接点)、整流桥堆7、限流电阻5。所述述市电接口6连接整流桥堆7，整流桥堆7连接线性高压LED驱动IC3，线性高压LED驱动IC3连接LED串1，所述限流电阻5与所述线性高压LED驱动IC3连接。
所述市电接口6是为连接市电(110伏或220伏交流电压输入)而在导热基板上预留的焊接点或焊接在导热基板上的连接器；所述整流桥堆7为整流二极管管芯组成的具有全波或半波整流功能的集成电路器件；所述的限流电阻5用于调整LED串1的工作电流。
进一步地，图3为本发明LED发光模组结构示意图二，如图3所示，在上述LED发光模组的基础上，还包括焊接在导热基板2上的驱动器件4，在每段LED串与线性高压LED驱动IC3之间均连接有驱动器件4(附图中有3段LED灯串，因此，有与之对应的3个驱动器件4)。图3所述的LED发光模组12结构适用于较大功率LED发光模组(功率大于10瓦)的情形，驱动器件4的作用是提高线性高压LED驱动IC3的驱动能力。所述驱动器件4可以为NMOS管、PMOS管、NPN三极管、PNP三极管、可控硅、晶闸管。
图4为本发明导热基板截面结构示意图；如图4所示，本发明的导热基板2包括：基材23、导热绝缘层21、金属薄膜导体22，基材23置于导热基板2的底层，在基材23上涂覆有导热绝缘层21，在导热绝缘层21上分布有金属薄膜导体22。导热基板2上的元器件(限流电阻5、线性高压LED驱动IC3)通过金属薄膜导体22构成电气连接。
本发明所述的以焊接工艺固定在导热基板上的器件均指表面贴装元器件，所述表面贴装元器件是指外形为矩形的片状、圆柱型、立方体或异形，其焊端或引脚制作在同一平面内并适合于表面组织工艺的电子元器件。
本发明的LED发光模组结构示意图并不代表本发明只能是圆形结构，只要能够实现本发明的发明目的均在本发明的保护范围内，本发明对此不做限制。
本发明的应用为以LED灯泡应用为例并不代表本发明只能应用于LED灯泡，还可以应用于LED灯管、LED顶灯、LED路灯等，本发明对此不做限制。
本发明元器件之间的连接是通过分布在导热基板2上的金属薄膜导体22构成的电气连接。
本发明所述LED串在导热基板上有焊接和封装两种装配形式，所述焊接和封装只是两种不同的装配工艺，并不影响LED串的工作状态，所以此处不对焊接和封装两种工艺进行描述。
图5为本发明LED发光模组电路结构示意图，如图5所示，市电接口6经过整流桥堆7整流后，整流桥堆7的正极输出端连接LED串的正极端，该LED串由3段LED串1串联组成，每段LED串1的正负极均连接至线性高压LED驱动IC3，线性高压LED驱动IC3与整流桥堆7负极输出端共同接地，所述线性高压LED驱动IC3还连接有限流电阻5。所述整流桥堆7为由二极管组成的整流桥D1；所述线性高压LED驱动IC3为集成电路U1，所述限流电阻5由与U1连接的电阻R1、R2、R3组成。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种LED发光模组，包括导热基板(2)，所述导热基板(2)上焊接或封装有至少两段以串联形式连接的LED串(1)，其特征在于，所述导热基板(2)上还焊接有用于根据输入电压调整LED串(1)发光状态的线性高压LED驱动IC(3)，所述线性高压LED驱动IC(3)与LED串(1)连接；
所述每段LED串(1)为由若干LED或LED晶粒以串联形式组成的LED串或以串联和并联组合的形式组成的LED串；
所述的线性高压LED驱动IC(3)为通过输入电压控制至少两段LED串发光的驱动集成电路器件。
2.根据权利要求1所述的LED发光模组，其特征在于，所述导热基板(2)上还焊接有用于调整LED串(1)工作电流的限流电阻(5)，所述限流电阻(5)与所述线性高压LED驱动IC(3)连接。
3.根据权利要求1所述的LED发光模组，其特征在于，所述导热基板(2)上还焊接有市电接口(6)(或为预留的焊接点)、整流桥堆(7)，所述市电接口(6)连接整流桥堆(7)，整流桥堆(7)与线性高压LED驱动IC(3)连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的LED发光模组，其特征在于，所述导热基板(2)上还焊接有用于提高线性高压LED驱动IC(3)驱动能力的驱动器件(4)，所述驱动器件(4)连接在LED串(1)与线性高压LED驱动IC(3)之间。
5.根据权利要求1所述的LED发光模组，其特征在于，所述导热基板(2)的基材为铝、铝合金、铜、铜合金或陶瓷；导热基板(2)固定器件面的基材表面涂覆有一层导热绝缘层(21)，其厚度范围为1至1000微米；所述导热绝缘层(21)上分布有用于器件的焊接和电气连接的金属薄膜导体(22)。
6.根据权利要求1所述的LED发光模组，其特征在于，所述的LED发光模组直接使用市电驱动。
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